Đang tải... (xem toàn văn)
bộ đối xứng để động cơ có thể kéo vật như trên mà dùng số acquy ít nhất. Tính số acquy đó.[r]
(1)Së GD&§T NGhƯ an
TRƯỜNG THPT NGUYỄN SĨ SÁCH Kú thi chän häc sinh giái TR lớp 11 năm học 2009 - 2010NG
Mơn thi: VẬT LÍ THPT - BẢNG A,B Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1((4 điểm) a/ Một cầu nhỏ tích điện , có khối lợng m , đợc treo đầu sợi mảnh, điện trờng E
có phơng nằm ngang có cờng độ điện trờng E, cho gia tốc rơi tự g,thì dây treo hợp với phơng thẳng đứng góc α=450.
TÝnh gãc lƯch cđa d©y treo điện tích cầu 9/10 ®iƯn tÝch ban ®Çu?
b/ Cho khối lợng m=0,1g , g=10m/s2 E= 103V/m, dây treo hợp với phơng thẳng đứng góc α=100 Tính điện tích cầu?
Câu 2 ( điểm ) Cho mạch tụ hình vẽ (H1): D C1=1 F; C2=3F; C3=6 F; C4=4F;
C1 C2
Ban đầu tụ chưa tích điện khóa K mở A K B
a)Nối hai đầu A,B mạch điện vào nguồn điện có hiệu điện khơng đổi UAB =U=80 V
Tính điện tích hiệu điện tụ điện ? C3 E C4
H.1
b)Đóng khóa K Tính điện tích hiệu điện tụ điện Tìm số lượng chiều dịch chuyển electron qua khóa K đóng
Câu 3 ( điểm ) Cho mạch điện hình vẽ (H2): E1 = 6V; r1=1Ω; r2=3Ω; R1=R2=R3=6Ω
a)Vôn kế V (điện trở lớn) 3V Tính suất điện động E2
b)Nếu đổi chỗ hai cực nguồn E2 vơn kế V bao nhiêu?
HS bảng B làm ý b câu 4
Câu 4 ( điểm ) Một động điện chiều có điện trở r = 2Ω Một sợi dây khơng co giãn có đầu vào trục động cơ,
đầu buộc vào vật có khối lượng m = 10 kg treo thẳng đứng (H.3) Khi cho dịng điện có cường độ I = 5A qua động
kéo vật lên thẳng đứng với vận tốc không đổi v = 1,5 m/s a)Tính cơng suất tiêu thụ điện hiệu suất động
b)Bộ nguồn cung cấp dòng điện ( I = 5A) cho động gồm nhiều acquy, acquy có suất điện đơng e = 8V điện trở r0= 0,8Ω Tìm cách mắc nguồn thành
bộ đối xứng để động kéo vật mà dùng số acquy Tính số acquy Cho g = 10m/s2, dây có khối lượng khơng đáng kể.
Cõu 5 ( điểm ) Hai vòng dây dẫn tròn có bán kính khác đặt mặt phẳng từ trờng có cảm ứng từ tăng theo thời gian B = B0 + kt ( B0, k số) Véc tơ cảm ứng từ hợp với pháp tuyến vòng dây góc α Dịng điện cảm ứng vịng dây lớn
khối lợng hai vòng dây nh đợc chế tạo vật liệu?
đáp án thang điểm
V E1,r
E2,r
R1
R2 R3
A C B
D
H.2
(2)CÂU HƯỚNG DẪN GIẢI ĐIỂM Câu
4đ a) đ
b)1 đ
Câu (4đ) a)1.5đ
b)1,5đ
1đ
Câu
a/Vẽ hình phân tích đợc lực tác dụng lên vật Có trọng lực, lực căng si dõy, lc in trng
Điều kiện cân cầu:
P +T +F =0 Tanα =F/P =1(1) Khi q =(9/10)q F=qE dây treo lệch góc :
Tanα’= F’/P (2) *Tõ vµ =>tanα’=
F ' F ¿❑
❑
tanα=0,9=>α’ 420 b / Tanα =F/P mµ F=|q|E=>
|q| =mgtanα/E 1,76.10-7C a) K mở Ta có : C12=
1 2
C C
C C = 0,75(F) Điện tích tụ điện C1và C2 :
Q1=Q2 = Q12= C12.U= 60 C
U1=60 V; U2 =20 V
Ta lại có : C34=
3 4
C C
C C = 2,4(F) Điện tích tụ điện C3và C4 :
Q3=Q4 = Q34= C34.U= 192 C
U3=32 V; U4 =48 V
b) K đóng C13 = C1+C3= ( F) C24 = C2+C4= (F)
: CAB=
13 24 13 24
C C
C C = 3,5(F) Điện tích tụ điện Q/
13= Q/24 = Qb= CABU= 280 C
Hiệu điện tụ : U/
1= U/3= U13 = Q/13/C13 =40 V
U/
2= U/ 4= U24 = Q/24/C24 =40 V
Từ điện tích tụ : Q/
1=C1.U/1 = 40 C Q/2=C2.U/ = 120 C
Q/
3=C3.U/3 =240C Q/4=C4.U/4 = 160 C
Khi K mở , tích điện âm của C1và tích điện dương C2 nối với
nút D thành vật dẫn , điện tích tổng cộng hai –Q1+ Q2 =
Sau K đóng , có lượng điện tích dương di chuyển từ E qua khóa K đến hai ,lượng điện tích dương có trị số :
Q= (-Q/
1 + Q/2) – ( -Q1 + Q2) = 80C
Điều có nghĩa có N electrơn qua K theo chiều từ D đến E
Số electron : N=
6
14 19
80.10
5.10 1,6.10
Q e
hạt a) Tính suất điện động E2 (3 đ)
0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5® 0,5®
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25
0,
0,5
E1,r
(3)4đ a)2 đ
b) ( đ)
+ Điện trở toàn mạch R=R2(R1+R3) R2+R1+R3=4Ω + I đến A rẽ thành hai nhánh: II1
2
= R2 R1+R3
=1
2=>I1= I
+ UCD = UCA + UAD = -R1I1+ E1 – r1I1 = -3I
+ |UCD|=3V
+ -3I = ±3 => I = 1A, I = 3A - Với I= 1A:
E1 + E2 = ( R + r1 +r2 )I = => E2 = 2V
- Với I = 3A:
E1 + E2 =8 x3 = 24 => E2 = 18V
b) Đổi chỗ hai cực nguồn E2 vôn kế
+ Khi đổi chỗ hai cực hai nguồn mắc xung đối
- Với E2 = 2V< E1 : E1 phát , E2 thu, dòng điện từ cực dương E1
I= E1− E2
R+r1+r2=0,5A
UCD = UCA + UAD =6 -3I = 4,5V
- Với E2 = 18V > E1: E2 nguồn, , E1 máy thu
I= E2− E1 R+r1+r2
=1,5A
UCD = UCA + UAD = R1I1 + E1 +r1I = +3I = 10,5V
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0, 0,
0, 0,5
Câu 4 đ
a) tính cơng suất tiêu thụ điện hiệu suất động cơ:
V R1
R2 R3
A C B
H.1 I
(4)a) ( đ)
b) (2đ)
+ Công suất tiêu thụ động chia thành hai phần : P = Pcơ + Pnhiêt
+ Công suất kéo vật: Pcơ = T.v = mg.v = 150W
+ Công suất toả nhiệt: Pnhiệt = I2r = 50W
+ Công suất tiêu thụ: P = Pcơ + Pnhiệt = 200W
- Hiệu suất động cơ: H=Pcơ/Pnhiệt = 75%
b) Tìm cách mắc nguồn:
- HĐT hai đầu động kéo vật: U = P/I = 40V - Bộ nguồn đối xứng: mdãy, dãy n nguồn:
Eb= nE = 8n; rb =nr0/m
- Theo định luật Ôm : Eb = U + Irb
8n=40+4n m
2=10 n +
1
m
Tổng hai số 10n ,1
m số nên tích hai số cực đại hai số nghĩa 10n
m cực đại ( m.n cực tiểu) 10
n = m Giải m = 1, n = 10
0,5 0,25 0,25 0,5 0,5
0,5
0,5
1
C©u
(4đ) + §Ĩ thn tiƯn ta chØ xÐt vòng có bán kính R mà không đa sè “1” vµ “2”
Theo điều kiện đề B=B0+kt , Bo k số
+ Nếu α góc khơng đổi pháp tuyến mặt phẳng vịng dây v cm ng t B,
thì từ thông gửi qua mặt phẳng khung dây là:
= πR2(B0+kt)cosα
+Suất điện động cảm ứng vòng dây: Ec=−Δφ
Δt=− πR
kcosα
+ Dòng điện chạy vòng dây: I=|Ec|
r =
πR2kcosα
r
r=ρ2πR
So vµ s0= m 2πRD
+ r=4π
2R2Dρ
m vµ I=
km cosα 4πDρ
+ Nhìn vào công thức ta thấy tất đại lượng đưa vào công thức đối
với hai vịng dây.Do dịng điện cảm ứng hai vòng dây giống